תַקצִיר
צמוד לאָמָזוֹנָס מדרום, ישנהּ סָוָנָה רחבה ומגוונת ביולוגית שנקראת סֵרָאדוֹ. מדענים סבורים כי אזור זה מצוי תחת אִיוּם גדול יותר אף מזה שבו נתון האמזונס. הם מעוניינים להבין כיצד צמחים שחיים בסראדו משפיעים על מֵי הגשמים שנכנסים לאדמה כדי להטעין מחדש את הָאַקְוִיפֶר (מאגר מים טבעי תת-קרקעי). רבים מהצמחים הללו הם עצים שלוכדים מֵי גשמים, ומנקזים אותם למטה לענפים ולגזעים שלהם המכוסים אלה גם אלה בקליפת עץ. המים האלה, שנקראים stemflow, עשויים להיות אחת הדרכים להטענה מחדש של האקוויפר, אם הענפים וקליפת העצים הם בגודל ובצורה הנכונים. במאמר זה נסקור את מִינֵי הצמחים השכיחים בסראדו, נתאר כיצד הם משפיעים על האופן שבו מי גשמים נכנסים לאדמה, ונדון באופן שבו קליפת עץ וענפים עשויים לסייע בשימור מים.
האם אתם מכירים את הָסֵרָאדוֹ?
הסראדו נוצר לפני 40 מיליוני שנים לכל הפחות, מה שעושה אותו לאחד מסוגי הַבִּיּוֹם העתיקים ביותר על כדור הארץ. הסראדו ענקי–במקור כיסה 22% מברזיל, והוא מכיל את המגוון הביולוגי הגדול ביותר בהשוואה לכל בִּיּוֹם אחר בברזיל. הסראדו אינו זהה בכל שטחוֹ; במקום זאת, הוא עשוי טְלָאִים של סוגי כיסוי אדמה שונים, לרבּוֹת סֵרָדָאוֹ (cerradão; 'הסראדו הגדול'); סראדו טיפוסי; קַמְפּוֹ סראדו; שדה סראדו מלוכלך ושדה סראדו נקי. הסרדאו (cerradão) הוא סוג האדמה היחיד בסראדו המתאפיין ביערות גדולים. בסראדו מגוון רחב של צמחים בהם עצי שזיף; עצי פירות; עצים עציים (Timber), וגם מגוון רחב של דשאים; בְּרוֹמֵלִיאָדוֹת (כמו צמחי אננס קטנים); סחלבים וצמחים קטנים יותר נוספים. לחלק מהמינים, כמו עצים עציים, יש גזעים עבים ומפותלים שמתנשאים עד לגובה של 20 מטרים. צמחים עציים אחרים הם נמוכים יותר ודומים יותר לשיחים, כמו למשל הגויאבה התותית.
מגוון חיי הצמח באזור זה מפתיע מאחר שמִדֵּי שנה יש בסראדו עונה יבשה, שיכולה להימשך מאפריל עד ספטמבר, בה האדמות בדרך כלל דלות בחומרי מזון. מדענים מאמינים כי עצים רבים שורדים את העונות היבשות הארוכות באדמות הדלות, הודות למערכות השורשים העמוקות שלהם. חלק מהשורשים יכולים להגיע לעומק של עד 15 מטרים. הדבר מאפשר להם לתפוס מים מאזורי מאגרי מים טבעיים שנקראים אַקְוִיפֶרִים, עמוק מתחת לפני השטח. מי הגשמים שזורמים דרך הסוונה הגדולה הזו תורמים מים לאקוויפר הגּוּאָרָנִי, שחשוב למדינות רבות בדרום אמריקה. מדידות והערכות רבות מציעות כי הגובה של צמרות העצים מעל לאדמה הוא רק שליש מהמרחק שאליו מתפשטים השורשים בתוך האדמה. מאחר שמערכת השורשים שלו עשויה להיות נרחבת יותר מצמרות העצים בו, הסראדו נקרא גם 'יער הפוך' (upside-down forest). אם כן, היער ההפוך של הסראדו מושרש חזק לתוך האקוויפרים שמתחתיו (איור 1).
- איור 1 - הסראדו נקרא גם 'יער הפוך'.
- שימו לב כיצד שורשי העצים (Roots) מגיעים לעומק גדול הרבה יותר באדמה לעומת הגובה שאליו צמרות העצים (Canopy) מתנשאות לשמיים! קרדיט לאיור: דוקטור John Toland Van Stan, II. Aquifer = שכבת סלע תת-קרקעית שבּה מי תהום.
כיצד עצים מסייעים להטעין מחדש את האקוויפר
שורשי צמחים קולטיםמים רבים מהאקוויפרים של הסראדו במהלך העונה היבשה. אולם, הם גם מסייעים להחזיר הרבה מים לאקוויפרים האלה מאוחר יותר. האקלים בסראדו כולל גם עונה גשומה, אשר בדרך כלל מתרחשת בין החודשים אוקטובר לפברואר. האקוויפרים נטענים בגשם הזה, אך תלויים בצמחים כדי לקבל מֵי גשמים מַטָּה אליהם. אותם שורשי צמחים שמסירים מֵי תהום מהאקוויפרים במהלך העונה היבשה מספּקים דרכי ניקוז עבור מי גשמים לתוך האדמות ודרכן, במהלך העונה הגשומה.שורשים אלה יכולים לסייע למֵי גשמים להתנקז אל תוך האקוויפרים ולהטעין אותם. אם היינו מתבוננים מקרוב על אחד מהצמחים האלה, יכולנו לספור אלפי או אפילו מיליוני שורשים–כלומר אלפי עד מיליוני דרכים שבהן מי גשמים יכולים לנוע לאורך האקוויפרים ולהטעין אותם! אם נחפש שורשים זעירים בעזרת המיקרוסקופים שלנו, נראה אינספור נתיבי מים נוספים של שורשים קטנים המשתלבים עם השורשים של צמחים אחרים [1]. אם כן, מערכת השורשים המורכבת של הסראדו יכולה לקדם תנועה של מים מפני השטח של האדמה לאקוויפרים בעונה הרטובה, ולהזין את הצמחים בעונה היבשה.
הגשם צריך להתגבר על מכשולים עליים וקליפתיים
הסיפור של שורשים ושל אקוויפרים מסובך קצת יותר, מאחר שהרבה מתרחש במסעם של מי גשמים בין צמרות העצים של הסראדו לבין פני השטח של האדמה. כאשר הגשם מגיע לעלים ולקליפות העץ ביער, הוא נאלץ להתקדם באחת משלוש דרכים... ולא כולן מובילות לפני השטח של האדמה! ראשית, חלק מהמים יאוחסנו בעלים ובקליפת עץ ובסופו של דבר יתאדו חזרה לאוויר. שנית, חלק מהמים יטפטפו על פני השטח, כאילו הענף היה לברז דולף. לבסוף, חלק מהגשם ידבק לקליפת העץ, לענפים ולגזעים ויתנקז כל הדרך מַטָּה אל פני השטח של האדמה בתחתית גזע העץ. תהליך זה נקרא stemflow (סוג של מים חופשיים). stemflow מגיעה מענפים רבּים שכולם מתנקזים מַטָּה לנקודה אחת על פני השטח ממש ליד הגזע, כך שהיא יכולה להוביל לזרימה מרוכזת מאוד של מים לאדמה באותו המיקום. מקורהּ של ה-stemflow אינו גשם בלבד. למעשה, בחלק מהאזורים הצחיחים והצחיחים למחצה שבהם ישנם מעט מי גשמים, אדי מים מהאוויר מתעבים למים נוזליים כאשר הם נוגעים בצמח ומתנקזים לאדמה דרך stemflow.
חוקרים רבים מנסיםלהבין אֵילוּ גורמים משפיעים על ייצור stemflow בסראדו ובאזורים רבים אחרים ברחבי העולם. stemflow תלויה באופן שבו היער בנוי, כמו למשל כמות העצים באזור מסוים וסוגי מינֵי הצמחים שנמצאים שם. לדוגמה, יערות עם צפיפות עצים גבוהה יותר ואזור גדול יותר של עלים וקליפת עץ, נוטים לתפוס כמויות גדולות יותר של מי גשמים, שהופכים ל-stemflow. לעיתים, המבנה של עלי הצמח יכול להפחית את כמות ה-stemflow, לדוגמה אם העלים שׂעירים. במקרים כאלה, העלים עשויים לשמר את המים, אשר בסופו של דבר יתאדו ולא יגיעו לאדמה. הדרך שבה הקליפה של מינֵי עצים בנויה חשובה אף היא. בסראדו ישנם מינים רבים של קליפת עץ. קליפה עבה יותר (איורים 2A–C) יכולים להפחית stemflow על ידי ספיגה מוגברת ושאיבה של כל המים שמתנקזים במוֹרַד הגזע. קליפה דקה יותר (איורים 2D–F) לא תספוג אותה כמות של מים, מה שיאפשר לכמות רבה יותר של stemflow להגיע לאדמה.
- איור 2 - דוגמאות לסוגי קליפת עץ בסראדו.
- בשׁוּרה העליונה מוצגים עצים בעלי קליפה עבה שיכולה לספוג חלק מה-stemflow, בעוד שבשורה התחתונה מוצגים עצים בעלי קליפה דקה המאפשרת ל-stemflow רבה יותר להגיע לאדמה. סוגי העצים שבתמונות: (A) candeia, (B) אֶרֶז, (C) angico, (D) שזיף, (E) pata de vaca, (F) ipê amarelo.
המכשול האחרון: חציית שכבת ה-Litter
עם הגעתה לתחתית הגזע, stemflow עדיין עשויה שלא להגיע לאדמה... במקום זאת היא עשויה לפגוש ב-litter – שכבה עבה של עלים שנפלו; ענפים; חרקים; פרחים; פירות ואפילוקליפות עצים שנפלו! שכבת ה-litter יכולה להגן על מים שמגיעים לאדמה שמתחת, ולחסום את מי האדמה מפני הרוח והשמש שעשויים לגרום להם להתאדוֹת. חלק מהחוקרים מצאו כי stemflow מסוגלת לעבור ממש דרך שכבת ה-litter אל תוך האדמה. אם מצב זה שכיח, אז stemflow יכולה להגיע אל האדמה ואל ההגנה של שכבת ה-litter על ידי 'נסיעה' על קליפת העץ ישר לתוך האדמה. בסראדו, נמצאו יותר מים באדמה שנמצאת מתחת לשכבת ה-litter של היער. אם כן, אולי לקליפת העץ יש תפקיד כפול! ראשית, היא מסייעת לנקז מי גשמים לאורך הגזעים ולתוך האדמה. לאחר מכן, ייתכן כי קליפת העץ שנפלה לשכבת ה-litter מסייעת להגן על המים שמגיעים לאדמה, ומאפשרת להם לחדור לאקוויפרים ולהטעין אותם מחדש!
סיכום
היערות ההפוכים של הסראדו, על שורשיהם הגדולים והעצים בעלי הקליפה העבה והמחוספסת, נקראו בהתאם 'עֲרִיסַת מים'. אנו מקווים שכעת אתם מבינים טוב יותר את היחסים שבין היער למים. חשוב שחוקרים ימשיכו לחקור הידרולוגיה של יערות מאחר שישנן אינטראקציות ספציפיות רבות בין בִּיּוֹמִים; המבנה שלהם; תכונות האדמה וההידרולוגיה של האדמה. מחקרים נוספים יסייעו לנו להגן על יערות סראדו בדרום אמריקה. אנו מקווים שבאחד הימים גם אתם תסייעו לחקור את הַבִּיּוֹם המרהיב הזה, ולהגן עליו!
מילון מונחים
ביום (Biome): ↑ סוגים של מערכות אקולוגיות, סביבות מחיה או חברות ביולוגיות בעלוֹת רמת הוֹמוֹגניוּת מסוימת.
צמחים עציים (Woody Plants): ↑ מינֵי יערות שמספקים תוצרים כמו עץ למשל.
אקוויפר (Aquifer): ↑ אזור שיכול להעביר מים מתחת לאדמה, או לאחסנם שם.
Stemflow: ↑ מים שנתפסים על ידי עלים וענפים של עצים, ומנוקזים במורד הגזעים שלהם.
אזורים צחיחים וצחיחים למחצה (Arid and Semi-Arid Regions): ↑ אזורים שבהם הגשם בדרך כלל קצר, אך עַז מאוד.
Litter: ↑ שכבה שמורכבת משאריות צמחים (עלים, ענפים) ומהצטברות של חומר אורגני בשלבי הירקבוּת שונים, שמכסים את פני השטח של האדמה.
הצהרת ניגוד אינטרסים
המחברים מצהירים כל המחקר נערך בהעדר כי קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.
תודות
הַמְּחַבְּרוֹת רוצות להודות לסוקרת הצעירה ולד”ר John T. Van Stan, II, על סיועו עם האיורים. חלק מעבודה זו התאפשר הודות למימון מטעם המועצה הברזילאית הלאומית לפיתוח מדעי וטכנולוגי (CNPq) ול-International Paper Co., ברזיל.
מקור
[1] ↑ Fellet, J. 2020. Como as Raízes do Cerrado Levam Água a Torneiras de Todas as Regiões do Brasil. Available online at: https://www.bbc.com/portuguese/brasil-39391161 (accessed March 17, 2017).